外護層加筋聚氨脂泡沫保溫管生產方法
2023-12-10 17:53:52
專利名稱：外護層加筋聚氨脂泡沫保溫管生產方法
技術領域：
本發明涉及一種聚氨脂泡沫保溫管生產方法背景技術 城市熱力管道、原油輸送管道都需要保溫。常用的保溫材料有巖棉、玻璃棉、珍珠巖、膨脹蛭石、硬質聚氨脂泡沫(以下簡稱PU泡沫)等。尤以PU泡沫的保溫效果好，使用壽命長，在國內外都有相當成熟的應用經驗。PU泡沫保溫管的結構從裡到外是鋼管、防腐層、PU泡沫保溫層、外護層(原料是聚乙烯簡稱PE)。PU泡沫保溫管的生產方法有二種(1)「管中管」法先將PE料擠成厚壁塑料管(PE管)，在PE管內放上支架，後將鋼管穿進去，再在鋼管外壁與PE管內壁的環形空間內噴聚氨脂發泡料(俗稱黑、白料)，固化後成為PU泡沫保溫管，用「管中管」法生產PU泡沫保溫管執行CJ/T114標準。
(2)「一步法」是將鋼管放在推進器上，讓鋼管直線前進，穿過圓模機頭和定徑套。圓模機頭擠出的圓型PE管，溫度高、強度低。用一定長度的鋼質定徑套在PE管內支承，外面用水強行冷卻，在牽引力作用下，PE管不斷冷卻、定徑、延長。此時，鋼管與有一定強度的PE管同步直線前進，定徑套的內徑等於鋼管外徑加上保溫層的原度，PE管的內壁與鋼管外壁有一個環型空間，再從圓模機頭的另一端插入噴槍，聚氨脂發泡料噴入環型空間，鋼管邊前進，PE管邊生成，聚氨脂發泡料邊發泡，這種連續生產PU泡沫保溫管的方法叫「一沫保溫管的方法叫「一步法」，執行SY/T0415標準。
「管中管」法的優點是可以生產大口徑PU保溫管，缺點是成本高(主要是外護層較厚，1997年東北某熱電廠，生產Φ720mmPU保溫管，「管中管」法的價格為1300元/m，「一步法」的價格為690元/m)，生產速度慢。「一步法」的優點是成本低、生產速度較快。缺點是受圓模機頭製造、安裝、調試等條件限制，不能生產管徑大於720mm的PU泡沫保溫管。
本發明——外護層加筋聚氨脂泡沫保溫管生產方法與「管中管」法相比，成本低並且生產速度快；與「一步法」相比，不受鋼管直徑限制(管徑可以大於Φ720mm)。
綜合分析國內外信息，檢索中國專利和對PU泡沫保溫管生產廠實地考查，均未發現有外護層加筋聚氨脂泡沫保溫管生產、銷售或應用的報導、專利和實例。
發明內容
生產PU泡沫保溫管，防腐層、保溫層及外護層厚度見下表
注摘自SY/T0415
上表顯示，同樣規格的保溫管，用「管中管」法和「一步法」外護層材料用量有很大差異。究其原因是，「管中管」法生產外護層PE管，管徑越大，外護層PE管的壁厚就越大，否則PE管會失圓(剛度小)。另外，外護層與鋼管之間設有支承架，如果外護層太薄會因鋼管自重把PE管頂破。
提高質量、降低成本、增加生產速度，是先進工藝的宗旨。為了保證保溫管的使用壽命，不能減薄防腐層的厚度。為了保證絕熱效果，不能減少PU泡沫的用量。從上表看出，同樣的管徑，「管中管」法外護層的厚度比「一步法」多出一倍數上。因此，降低成本，可以減薄外護層的厚度，但簡單的減薄外護層厚度是不可取的。本發明是在外護層內加鋼絲網作為加強筋(類似素砼變成鋼筋砼)，適當減薄外護層的厚度。這樣增加一層鋼絲網的費用，仍低於減去1mm厚PE料的費用，又大大提高了外護層的機械強度(計算公式和檢驗方法從略)。
本發明為實現外護層加筋作如下設計(1)鋼管螺旋傳動臺；(2)加筋外護層成型器；(3)壓光皮帶總成。
以下結合附圖，對本發明作進一步詳細的說明附
圖1是鋼管螺旋前進傳動臺示意圖。鋼管1(可以是裸管，也可以是塗上防腐塗料的防腐管)，擺放在進管平臺2上，用撥管器3將鋼管順次送入螺旋傳動線4。鋼管便可以螺旋前進。鋼管螺旋前進是一項很成熟的技術，螺旋傳動線很簡單，它由底盤、橡膠輪胎及支承架(可以旋轉角度)、動力裝置等組成。
附圖2是本發明設計的加筋外護層(加筋PE管)成型器。它由支承架1、大齒輪2、小齒輪3、上壓輥4、定徑套5、下支承輥6、塑料擠出機及平板機頭7、加筋材料(鋼絲網)送進裝置8等組成。
支承架1固定在車間砼地面上，用以支承大齒輪2，大齒輪2可以在支承架1的固定圈內旋轉。調速電機經減速後帶動小齒輪3轉動，小齒輪3作為主動齒輪帶動大齒輪2轉動。定徑套5固定在大齒輪2上，定徑套5就可以作圓周運動(速度可調)。塑料擠出機及平板機頭7擠出的塑料帶材(寬度可調)的邊線，與定徑套5的軸線擺放成一個夾角(等於鋼管前進螺旋角)，塑料帶材從定徑套5的上部進入。同理，送進裝置8也將鋼絲網從定徑套5的下部送入(但必須位於塑料帶材的下面，與定徑套5先期接觸)。上壓輥4在無級調速電機的驅動下轉動，緊貼其上的塑料帶和鋼筋網帶也作圓周運動。在上壓輥4的驅動下，塑料帶材和鋼絲網帶同時沿水平方向作直線運動，圓周運動和水平直線運動合成螺旋運動，在此連續過程中，加筋外護層就能連續形成。外面立即用水冷卻，使高溫狀態下的加筋塑料管冷卻變硬，利於後面PU泡沫發泡固化。
附圖3是壓光皮帶總成示意圖。它由底盤1、帶動力可升降壓光皮帶2、出管託架3、出管平臺4等組成。底盤1用膨脹地腳螺栓固定在車間砼地坪上，中心線與附圖1所示的鋼管螺旋傳動臺中心線在同一直線上。帶動力可升降壓光皮帶2分布在底盤1上，壓光皮帶頂面標高低於鋼管管底標高。當PU泡沫保溫管進入帶光皮帶後，帶動力可升降壓光皮帶2升起，託住PU泡沫保溫管底部，壓光皮帶電機起動，減速後帶動壓光皮帶轉動，保溫管也隨之旋轉。壓光皮帶2的螺旋角與鋼管螺旋傳動臺上橡膠輪胎的螺旋角一致，每個壓光皮帶依次升降，完成驅動保溫管螺旋前進。當保溫管前進到位後，出管託架3升起，託起保溫管，將保溫管送上出管平臺4，PU泡沫保溫管等待吊到適當堆放場地。
具體實施例方式
外護層加筋聚氨脂泡沫保溫管生產，需工業廠房576m2(跨距12m，開間6m，8跨)作為生產車間。車間內應配3T行車，行車吊鉤離地最大距離6m。車間內C30砼地坪，厚度150mm。鋼管螺旋傳動臺，加筋外護層成型器，壓光皮帶總成等主要設備，組成外護層加筋聚氨脂泡沫保溫管生產線。其他，如電氣、液壓、水冷、壓縮空氣等系統相應配置。車間內設備布置應作平面設計，全廠物流應作總圖設計。特別強調鋼管螺旋傳動臺、加筋外護層成型器、壓光皮帶應在同一直線上(各設備中心線對中)，標高應按各自要求安裝。
確定生產某一規格的PU泡沫保溫管以後，按設計要求的保溫層厚度製作定徑套，定徑套安裝在成型器支架上，聚氨脂泡沫發泡料噴槍(1支或多支)安放在定徑套內，接通定徑套冷卻循環水水路。如果設計要求保溫管有防腐層，鋼管應先防腐。進入本生產線的鋼管(裸管或防腐管)表面應無油、無水、無鏽、無其他雜物，鋼管表面溫度不宜超過60℃。鋼管吊入上管平臺，依次用液壓撥杈將鋼管送進螺旋傳動臺，鋼管螺旋前進進入定徑套。啟動成型器上的電機，小齒輪帶動大齒輪轉動，大齒輪帶動定徑套作圓周運動。塑料擠出機工作，從平板機頭擠出的PE片材，經拉伸後搭在定徑套上。從定徑套下部拉入鋼絲網帶，鋼絲網帶緊貼定徑套外殼，PE帶材搭在鋼絲網上。定徑套轉動，帶動鋼絲網和PE帶材纏上定徑套。壓緊上壓輥並且上壓輥旋轉，迫使剛繞上定徑套的料沿鋼管前進方向作軸向運動。鋼絲網和PE帶材在圓周力和軸向力的共同作用下，合成螺旋運動。鋼絲網和PE帶材不斷纏上去，成型器不斷形成連續的加筋外護層。鋼管穿過定徑套繼續螺旋前進，鋼管的前進速度與加筋外護層(複合管)的前進速度同步。鋼管外壁與加筋外護層(複合管)內壁之間的環型空間，沿鋼管前進方向不斷位移，當此空間離開定徑套1m左右時，啟動聚氨脂發泡料比例泵，打開噴槍空氣開關，高壓空氣進入噴槍，在引射作用下，液體發泡料進入槍體，充分混合後噴射在環型空間內，發泡料立即發泡。由於環型空間是旋轉的，噴槍是固定的，相對可以看作是噴槍在移動，整個環型空間都能被噴上發泡料。發泡的環型空間被固體泡沫填滿並向前移動，新的環型空間不斷產生，被固體泡沫不斷填滿。這樣，外護層加筋PU泡沫保溫管就能連續不間斷生產。因為整個生產線是以鋼管管底標高為基準，保溫管的管底標高比基準標高低一個保溫層的厚度，當保溫管前端頭進入壓光皮帶之前，壓光皮帶應下降，才不會擠傷保溫層。雖然此時保溫層強度很低，但壓光皮帶較寬，保溫管自重在壓光皮帶上的壓強較小，保溫層不會變形。壓光皮帶帶動力並且螺旋角與鋼管前進的螺旋角一致，幾個壓光皮帶運動原理相同，運動方向一致，所以保溫管能在壓光皮帶上螺旋前進。整根保溫管傳上壓光皮帶以後，用無齒鋸割斷兩根鋼管接合處的外護層和保溫層(有限位裝置，不會傷及鋼管)，前一根保溫管繼續前進，後一根鋼管不斷被保溫，全過程連續不間斷生產。壓光皮帶上的保溫管前進至某一位置，接觸行程開關，託管小車起動，將保溫管舉起並移出壓光皮帶，放在出管平臺上。在出管平臺上去除管端留頭不保溫的部份(一般兩端各留150mm)，處理完畢後，用拖車將平臺上的保溫管運至適當堆放場地。
作為本發明的進一步改進，提出以下措施(1)為了保證鋼管(裸管或防腐管)的前進速度與加筋外護層(複合管)的前進速度一致，應採用電子計算機(單板機)聯合控制鋼管螺旋傳動臺上電機與成型器上電機的轉速。
(2)如果外護層塑料原料是黑色或其他深色，應配置工業電視，觀察發泡料的發泡情況和發泡位置，以利調整噴槍的位置、鋼管前進速度和噴料量，保證保溫層的密度和發泡質量。
(3)有條件時，可研製保溫層無損檢測儀器，準確定位保溫層密度不均、凹陷、空洞等缺陷。
權利要求
1.一種聚氨脂泡沫保溫管生產方法，它由確定的鋼管螺旋傳動臺、加筋外護層成型器、壓光皮帶等組成，其特徵在於
2.根據權利要求1所述的生產方法，其特徵在於所述的保溫管外護層是螺旋纏繞一次成型並且有加強筋。
3.根據權利要求1所述的生產方法，其特徵在於所述確定的生產方法是鋼管螺旋前進，加筋外護層和聚氨脂泡沫保溫層一次成型。
4.根據權利要求1所述的生產方法，其特徵在於所述的壓光皮帶能升降、帶動力，可以調整角度。
全文摘要
本發明公開了一種外護層加筋聚氨脂泡沫保溫管生產方法。它由鋼管螺旋傳動臺、加筋外護層成型器、壓光皮帶等組成「螺旋一步法」聚氨脂泡沫保溫管生產線。鋼管(裸管或防腐管)螺旋前進，進入定徑套。定徑套旋轉作圓周運動，從螺杆擠出機擠出的塑料帶材和鋼絲網帶，搭在定徑套上(鋼絲網在裡，塑料在外)作圓周方向纏繞。成型器上的壓輥轉動迫使其纏繞物作軸向位移，加筋外護層便連續形成複合管。在加筋外護層(複合管)內壁與鋼管外壁的環型空間噴聚氨脂發泡料，鋼管邊前進，保溫層邊成型。保溫管進入能升降、帶動力的壓光皮帶，壓光皮帶既能保證保溫層與鋼管的同心度，又能適當壓緊保溫層消除泡沫空洞等缺陷。
文檔編號B29L23/00GK1810493SQ20051000290
公開日2006年8月2日 申請日期2005年1月26日 優先權日2005年1月26日
發明者徐中全 申請人:徐中全